بسم الله الرحمن الرحیم Modified Atmosphere Packaging ( MAP ) بسته بندی اتمسفر اصلاح شده
مقدمه حفاظت از مواد غذایی از زمان تولید تا هنگام مصرف امر بسیار مهمی است. عواملی بسیاری باعث از بین رفتن ارزش مواد غذایی می شوند که از مهمترین آنها می توان به فساد میکروبی، تغییر ساختار مولکولی، از دست دادن برخی خواص مهم مانند ویتامین و … اشاره کرد. معمولاً عواملی که باعث رشد میکرواوگانیسمها در یک محصول بعد از تولید می شوند عبارتند از: 1- سطح پایین بهداشت در فرآیند تولید 2- تاخیر بین تولید و بسته بندی 3- دما انبارش 4- نوع ماده بسته بندی 5- حجم گاز آزاد درون بسته بندی 6- نوع و ترکیبات گازهای درون بسته بندی 7- درصد اکسیژن
ساده ترین روش برای محافظت از مواد غذایی بسته بندی آن است. معمولاً بسته بندی از مواد غذایی در مقابل نفوذ عوامل خارجی و همچنین فرار خواص داخلی آن محافظت می نماید. وجود هوا درون بسته می تواند باعث فساد ماده داخل آن شود. به این لحاظ تخلیه هوا و یا تزریق گازهای بی اثر درون بسته ماده غذایی راه حل مناسبی برای مقابله با رشد باکتری ها بدون از دست رفتن خواص، تازگی و شادابی محصول است. عمدتاً در ایران از بسته بندی معمولی یا روش تخلیه هوا (Vacuum Packaging) استفاده می شود. ولی در چند سال اخیر با توجه به پیشرفت روشهای بسته بندی و استفاده از شیوه های نوین و مطابق با استانداردهای جهانی استفاده از اتمسفر اصلاح شده رو به گسترش است.
تاریخچه در دهه 1930 میلادی وقتی سبزیجات و میوه ها توسط کشتی جابجا می شد از گاز غلیظ CO2 برای بالا بردن زمان ماندگاری استفاده گردید. کشور انگلستان به عنوان اولین کشور از سیستم اتمسفر اصلاح شده (Modified atmosphere) برای محافظت از گوشت خوک و ماهی استفاده کرد. از آن زمان به بعد استفاده از این روش با توجه به افزایش نیاز، گسترش یافت.
معرفی اتمسفر اصلاح شده MAP مفهوم اتمسفر اصلاح شده ( Modified atmosphere packaging ) برای کالاهای بسته بندی شده، شامل فضای اتمسفر اصلاح شده یک فرآورده غذایی توسط خلا، فشار گاز یا تراوایی کنترل شده بسته است که بدی وسیله فعالیت های شیمیایی، آنزیمی و میکروبی کنترل می شود به طوری که از خطرات مهمی که ممکن است اتفاق بیافتد، اجتناب و یا کاسته می شود. به عبارت دیگر بسته بندی به روش MAP به معنی وارد کردن اتمسفر در یک پاکت (یا بسته) ماده غذایی با ترکیب خاص دی اکسید کربن، نیتروژن و اکسیژن می باشد. این روش نگهداری کیفیت تازه فراورده های غذایی را بدون عملیات حرارتی و شیمیایی به کار رفته توسط تکنیک های نگهداری قابل رقابت مانند کنسرو کردن، فریز کردن، خشک کردن و فرایندهای دیگر میسر می کند. تکنیکهای MAP در حال حاضر در محدوده وسیعی از غذاهای تازه یا سرد شده شامل غذاهای نیم پخته، ماکیان و ماهی، پاستای تازه، میوه و سبزیجات و اخیرا قهوه، چای، غذاهای آماده و فرآورده های نانوایی استفاده می شود.
مزایای بسته بندی با اتمسفر اصلاح شده سیستم بسته بندی با اتمسفر اصلاح شده دارا مزایای ذیل است : 1- طولانی کردن ماندگاری با حفظ خواص کیفی مطلوب 2- پایین آوردن میزان ضایعات و فساد 3- تازه نگه داشتن محصول بدون استفاده از مواد نگه دارنده یا پرتو دهی 4- برداشت محصول تازه در سطوح رسیدگی مورد نظر برای مصرف کننده 5- کاهش هزینه های حمل و نقل از طریق فراهم کردن زمان انبارداری افزوده 6- فراهم نمودن محصولات برش خورده آماده مصرف 7- صرفه جویی در مصرف انرژی (مانند عدم استفاده از فرآیندهای حرارتی و برودتی)
مقایسه ماندگاری ها استفاده از روش اتمسفر اصلاح شده علاوه بر حفظ خواص کیفی ماده، باعث افزایش مدت ماندگاری نیز می شود. در جدول ذیل به مقایسه ای از زمان ماندگاری محصولات مختلف بین حالت معمولی و حالتی که با اتمسفر اصلاح شده محافظت شده اند آمده است:
در یک تحقیق عملی دکتر اروجعلیان عضو هیات علمی دانشکده مهندسی شیمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر با استفاده از روش اتمسفر اصلاح شده در بسته بندی پنیر، زمان ماندگاری آن را از 3 ماه به 9 ماه افزایش داد. در این طرح هوای داخل بسته بندی پنیر خارج شده و ترکیبی از گازهای ازت، اکسیژن و هیدروژن تحت فشار خاصی به داخل بسته بندی پنیر تزریق می شود و سپس درب آن بسته می شود. به این صورت پنیر مورد نظر درون بسته تحت اتمسفر اصلاح شده نگهداری می شود. با توجه به اینکه مدت کم ماندگاری پنیر در حال حاضر مشکلاتی را در راه صادرات این محصول ایجاد کرده است، از سیستم بسته بندی اتمسفر اصلاح شده می توان برای بسته بندی محصولاتی از جمله خامه، ماست، کره و … استفاده کرد.
در یک تحقیق عملی دکتر اروجعلیان عضو هیات علمی دانشکده مهندسی شیمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر با استفاده از روش اتمسفر اصلاح شده در بسته بندی پنیر، زمان ماندگاری آن را از 3 ماه به 9 ماه افزایش داد. در این طرح هوای داخل بسته بندی پنیر خارج شده و ترکیبی از گازهای ازت، اکسیژن و هیدروژن تحت فشار خاصی به داخل بسته بندی پنیر تزریق می شود و سپس درب آن بسته می شود. به این صورت پنیر مورد نظر درون بسته تحت اتمسفر اصلاح شده نگهداری می شود. با توجه به اینکه مدت کم ماندگاری پنیر در حال حاضر مشکلاتی را در راه صادرات این محصول ایجاد کرده است، از سیستم بسته بندی اتمسفر اصلاح شده می توان برای بسته بندی محصولاتی از جمله خامه، ماست، کره و … استفاده کرد.
تحقیقات انجام شده برای استفاده از قابلیتهای روش اتمسفر اصلاح شده فقط به منابع نباتی محدود نشده است. آقای دکتر کامکار، آقای دکتر رضایی مجاز و آقای دکتر پژند از دانشگاه تهران تحقیقات مبسوطی را روی تاثیر این روش بر گوشت تازه و گوشت سرد انجام داده اند. نتایج بدست آمده نشان داده است که نهایت قابلیت نگهداری گوشت های نگهداری شده در دمای 3 درجه سانتیگراد در بسته بندی معمولی تا 6 روز، در بسته بندی اتمسفر اصلاح شده با نسبت 80%N2+%20Co2 تا 9 روز و در بسته بندی مسفر اصلاح شده با نسبت های 60%N2+%40Co2 و %50N2+%50Co2 تا 15 روز است.مطالعات زیادی نیز بر تاثیر MAP بر میکروبیولوژی مواد غذایی دریایی صورت گرفته که بصورت تجارتی سیستم MAP در نگهداری ماهی استفاده می شود که مدت نگهداری ماهی را حدود دو برابر در دمای ۲-۰ درجه افزایش می دهد. محصولات ماهی را به نسبت حدود ۳۰ تا ۴۰ درصد ازت و ۲۰% اکسیژن و ۳۰%دی اکسید کربن بسته بندی می کنند.
خانم مهندس پروین شرایعی با همکاری دکتر محمدرضا کوشکی از دانشگاه تربیت مدرس توانستند مدت ماندگاری قارچها(آگاریکوس بیسپوروس) را که معمولا 1 الی 3 روز در درجه حرارت پایین می باشد با استفاده از بسته بندی تحت شرایط اتمسفر اصلاح شده نسبت به روش معمولی افزایش دهند. بسته بندی قارچها تحت اتمسفر اصلاح شده با مخلوط گازی 10 درصد اکسیژن + 5 درصد دی اکسیدکربن + 85 درصد نیتروژن تاثیر فوق العاده ای را بر روی خصوصیات کیفی قارچها درصد رطوبت ، درصد کاهش وزن، رنگ ، درصد پروتئین، میزان گلوکز، تعداد کل میکروبهای زنده و کپک و مخمر نسبت به روش بسته بندی معمولی گذاشته است.
تحقیقات انجام شده برای استفاده از قابلیتهای روش اتمسفر اصلاح شده فقط به منابع نباتی محدود نشده است. آقای دکتر کامکار، آقای دکتر رضایی مجاز و آقای دکتر پژند از دانشگاه تهران تحقیقات مبسوطی را روی تاثیر این روش بر گوشت تازه و گوشت سرد انجام داده اند. نتایج بدست آمده نشان داده است که نهایت قابلیت نگهداری گوشت های نگهداری شده در دمای 3 درجه سانتیگراد در بسته بندی معمولی تا 6 روز، در بسته بندی اتمسفر اصلاح شده با نسبت 80%N2+%20Co2 تا 9 روز و در بسته بندی مسفر اصلاح شده با نسبت های 60%N2+%40Co2 و %50N2+%50Co2 تا 15 روز است.مطالعات زیادی نیز بر تاثیر MAP بر میکروبیولوژی مواد غذایی دریایی صورت گرفته که بصورت تجارتی سیستم MAP در نگهداری ماهی استفاده می شود که مدت نگهداری ماهی را حدود دو برابر در دمای ۲-۰ درجه افزایش می دهد. محصولات ماهی را به نسبت حدود ۳۰ تا ۴۰ درصد ازت و ۲۰% اکسیژن و ۳۰% دی اکسید کربن بسته بندی می کنند.
چگونگی استفاده از روش MAP در ابتدا لازم است گاز مورد نظر با ترکیب مورد نظر ساخته شود. برای این منظور می توان اتمسفر با ترکیب مورد نظر را به طور آماده از کارخانجات تفکیک کننده هوا در کپسول های تحت فشار خرید. اما برای صرفه جویی در هزینه می توان گازهای سه گانه ازت، اکسیژن و دی اکسید را به صورت خالص تهیه کرد و به وسیله یک دستگاه میکسر گاز با نسبت مورد نظر مخلوط نمود. در این روش نیاز به ذخیره اتمسفر اصلاح شده در مخزن جداگانه نیست و می توان از گاز مخلوط بدست آمده به طور مستقیم در بسته بندی تزریق کرد.
معمولاًدر بسته بندی با اصلاح اتمسفر، هوا را از درون بسته خارج کرده و با گازهایی که مخلوط آنها مشخص است مجدداً پر می کنند و درب آن را می دوزند. دراین روش پیوسته فضای اطراف ماده غذایی از گاز پر می شود. ماشینهای مختلفی برای بسته بندی وجود دارند که تقریباً دستگاه های زیادی با این روش سازگارند هستند. از جمله این دستگاه ها می توان به نمونه های ذیل اشاره کرد: 1- ترمو فرمینگ 2- فرم فیل سیل افقی و عمودی 3- مخزنی …………
گوشت قرمز:
گوشت خام مرغ و ماکیان
غذاهای آماده
محصولات گوشتی پخته و فرآوری شده
بسته بندی به روش اتمسفر اصلاح شده در استاندارد بریتانیا واژه بسته بندی به عنوان عملیات مورد استفاده در آماده سازی کالا برای حمل و نگه داری و یا تحویل به مشتری تعریف شده است . لیکن بهترین تعریف برای بسته بندی در سال ۱۹۶۲ م داده شده است که امروز به عنوان کاملترین تعریف بسته بندی است : ۱) یک سیستم که زمان تحویل کالا را جهت انتقال ، توزیع ، ذخیره و فروش کاهش می دهد. ۲) یک مفهوم تضمین کننده برای تحویل مطمئن کالا به آخرین مصرف کننده در شرایط مطلوب و با حداقل هزینه است ۳) یک عمل فنی – اقتصادی است که هزینه تحویل کالا را به حداقل می رساند و از طرف دیگر فروش را در نتیجه سود حاصله به بالاترین حد افزایش می دهد. براساس یک تعریف ساده تر پوششی از یک سیستم که اصطلاحا کالا نامیده می شود.
بنابراین محصولات تولید شده برای حمل ونقل آسانتر، ایجاد امنیت و جلوگیری آلودگی محصول در هنگام توزیع و فروش و در نهایت افزایش مدت نگهداری محصول با حفظ کیفیت مطلوب نیازبه بسته بندی مناسبی دارند . و با توجه به اهمیت موضوع نیاز هر چه بیشتر به این صنعت و پیشرفت در آن احساس می شود . برای بسته بندی محصولات از مواد و وسایل مختلف نظیر قوطی های فلزی ، فویل ها ، موادکاغذی ، مقوایی و مواد پلاستیکی ممکن است استفاده شود . به طور کلی مواد مورد استفاده باید از استحکام و انعطاف کافی برخودار باشند . و مسلمانوع بسته بندی رابطه مستقیم با مذدت زمان نگه داری محصول دارد . در این مقاله بیشتر سعی شده است در مورد بسته بندی تحت اتمسفر اصلاح شده (Modify Atmospher Packaging ) که به اختصار MAP نامیده می شود و اثرات آن بر روی مدت زمان ماندگاری محصول ( Shelf Life ) بحث شود . که امروزه پیشرفت های زیادی در این مورد صورت گرفته است
بازارپسندی محصول امروزه به دلیل تنوع محصول بازار فروش به عرصه رقابت تبدیل شده است و درست است که کیفیت محصول بسیار مهم است اما نوع بسته بندی هم در جلب نظر مشتری حائز اهمیت است .رنگ و تازگی محصول نیز می تواند نشانه کیفیت آن باشد .همچنین بسته بندی های قابل حمل تر بیشتر مورد توجه هستند . معولا رنگ وطرح بسته بندی با توجه به نوع محصول و رنج سنی مصرف کننده و ذوق وسلبقه عمومی طراحی می شود درخشندگی پوشش بسته بندی باعث جلب توجه بیشتر است مثلا سلوفان ماده ای است شفاف که برای بسته بندی شیرینی ، آبنبات و۰۰۰ به کار می رود که در واقع سلولز اصلاح شده است . سلوفان پوشانده شده با پلی مرساران درخشانتر از سلوفان پوشانده شده با نیترو سلولز است. برای اتخاب رنگ و طرح بسته بندی بهتر است مواردی رعایت شود.
بدانیم چه تاثیری را می خواهیم منتقل کنیم و چه رنگ و طرحی این تاثیر را بهتر منتقل می کند و رنگ های انتخابی کلیشه ا ی و تکراری نیست و اگر هست چه جایگزین های بهتری وجود دارد ؟ آیا رنگها وطرحهای انتخابی جذابیت تبلیقاتی دارد ؟ بیش از همه رنگ پس زمینه مهم است .هر چند طرح خط ،رنگ و نام محصول بسیار قدرتمند باشد ولی بدون یک زمینه مناسب قادر نیستید این قدرت را باموفقیت نمایش دهید . هنگام انتخاب زمینه باید توجه کرد که رنگ های روشن بهتر از تیره و رنگهای گرم بهتر از سرد که البته بستگی به نوع محصول و و یژیگی های آن نیز دارد . رنگهای انتخابی سایه های بیشتری بپذیرند و از یک طیف رنگی استفاده شود استفاده از سایه ها به کار حرکت ونیرو می دهد مثلا برای این که بخواهیم قرمز و آبی را کنار هم بگذاریم ایجاد حد فاصلی مثل بنفش می تواند مانند پل ارتباطی عمل کند .
در رنگ پوشش بیشتر از سه رنگ استفاده نشود چون ایجاد همنشینی کامل در بیش از سه رنگ مشکل است همیشه باید یک رنگ اصلی و تعیین کننده باشد وبهتر است از کاربرد بیش از حد رنگهای زنده امساک کنیم این گونه رنگ ها فقط برای تاکید و اعلام نام و خصوصیت یک کالا به کار می رود در این گونه موارد باید حتما رنگهای روشن و مرده زمینه فر صت را برای درخشش این رنگهای تاکیدی فراهم کند اگر شما یک رنگ زنده را در زمینه بگذارید فرصت برجستگی را از نام کالا گر فته اید ام اگر به علل تبلیغاتی مجبور به این کار شدید برای اعلام نام کالا به رنگ مشکی ، نقره ای و یا حتی سفید متصل شوید زیرا راه دیگری برای اعلام مو جودیت دو رنگ زنده نیست. مبتکر نیز باشید ابتکار و نو آوری در بسته بندی در جهت جلب نظر مشتری وسهولت استفاده از کالا بسیار موثر است . سیستم MAP تنها سیستمی است که علاوه بر کارایی بالا بازار پسندی و جذابیت خود را نیز حفظ کرده است.
استفاده از MAP برای محصولات تازه MAP برای محصولات تازه مراحل سخت تری دارد زیرا بسته بندی های محدود جلوی اکسیژن اتمسفری می گیرنذ . اما سبزیجات و میوه جات تازه هنوز زنده هستند و نیاز به اکسیژن برای متابولیسم خود دارند .بسته بندی های انعطاف پذیر هم برای این منظور مناسب نیستند و نیاز به بسته بندی هایی است که که تبادل گازی در آنها مطابق نیا ز محصول باشد. در واقع برای آنها در MAP باید از ایجاد شرایط بی هوازی جلوگیری شود. همچنان باید ظاهر جذابی داشته باشند و دارای درزهای قابل باز و بست شدن و پوشاننده های ضد مه و بافت سفت و محکم باشد برای تازه ماندن محصول و افزایش طول عمر نگه داری و اطمینان از ایمن بودن محصولات دو فاکتور مهم وجود دارند ؛ ۱- درجه حرارت ۲ – استفاده از MAP که باید از هر دو آن ها به صورت توام استفاده کرد . کاهش دما و استفاده از بسته بندی تحت اتمسفر تغیییر یافته باعث کند شدن متابولیسم ورسیدن محصولات است بنابراین مدت زمان بیشتری محصولات تازه می مانند. بافت محصولات تازه زنده است بنابراین تنفس می کند واز اکسیژن اتمسفری استفاده می کند . باید توجه کرد که میوهای مختلف وسبزی جات سرعت تنفسی منفاوتی دارند. برخی سرعت تنفسی بالاتری دارند مانند ( قارچ و بروکسلی ) که احتمال فساد پذیری بیشتری دارند ولی محصولاتی که سرعت تنفس پایین تری دارند کمتر فساد پذیرند ( مانند پیاز وسیب زمینی .
در میوه هاوسبزی های خرد شده سرعت تنفس بالاتر است زیرا سطح آن ها افزایش پیدا می کند در نتیجه بعد از خرد کردن اکسیژن با سرعت بیشتری به سلول های داخلی نفوذ می کند . همچنین تنفس در سلول های صدمه دیده بیشتر است. بهترین کار برای کاهش متابولیسم و حفظ ذخیره کر بو هیدراتی و رطوبت کاهش دما است . معمولا بهترین کیفیت برای محصولات در دمای نزدیک ۰ درجه به دست می آید مگر محصولات مناطق حاره که معمولا در ۱۰ تا ۱۳ درجه نگه داری می شوند. استفاده از MAP می تواند باعث کاهش ، تنفس ، از دست رفتن رطوبت ، قهوه ای شدن ، فاسد شدن وحساسیت به اتیلن شود . اکسیژن در اتمسفر ۲۱ % است . اما غلظت اکسیژن در داخل بسته بندی کمتر از ۱۰ % است بنابراین تنفس شروع به کند شدن می کند . این کاهش اکسیژن ادامه دارد تا به ۴-۲ % برای اکثر محصولات برسد . اگر میزان اکسیژن به کمتر از ۲ % برسد متابولیسم هوازی جای خود را به متابولیسم تخمیری می دهد و باعث ایجاد بد طعمی و بوی بد در محصول می شود . غلظت دی اکسید کربن افزایش پیدا می کند اما برخی از محصولات به غلظت بالای دی اکسید کربن حساسند وسبب افزایش حساسیت آنها به اتیلن می شود . ( اتیلن هورمونی است که در زود رس کردن محصول موثر است . ) البته باید توجه کرد که امکان رشد باکتری ها و قارچ ها درغلظت کمتر از ۱۰ % CO۲ وجود دارد .
سرعت تبادل اکسیژن مناسب(OTR) صنعت بسته بندی نیاز به گازهای به خصوصی برای محصولات تازه دارد و نیاز به فیلم های جدیدی برای محصولات با سرعت تنفس کم ، متوسط و زیاد است. بنابراین محصولات تازه مختلفی را میتوان بسته بندی کرد . محصولاتی باسرعت تنفس بالا مشکلات بیشتری برای بسته بندی شدن دارند . تکنولوژی جدیدی وجود دارد که در آن فیلم های به کار می روند که دارای OTR بالایی هستند . ( بیشتر از ۱۵۰۰ میلی لیتر / متر مربع تکنولوژی متالوسن ( Metallocene) : تکنولوژی جدیدی است که در آن کاتالیست های وجود دارند که می توانند سازنده رزین های پلی مری باشند که زنجیره های پلیمری به وجود می آورند که دارای وزن مولکولی ودانسیته به خصوصی هستند و نتیجه آن فیلم های پلاستیکی انعطاف پذیری هستند که OTR بالایی دارند .همچنین از رطوبت کم،استحکام بالا وشفافیت زیادی برخوردارند .واین فیلم ها محکم تر می شوند وقتی برای بسته بندی محصولات به کار می روند.
فیلم هایی با سوراخ ها وحفره های ریز : این فیلم ها OTR بالایی را فراهم می کنند و در واقع فیلم هایی هستند که دارای حفره و سوراخ هستند . این فیلم بااعث افزایش سرعت تبادل گازی نسبت به فیلم های پلاستیکی معمولی می شوند البته این فیلم ها محدودیت های فیزیکی هم دارند مثلا CO۲ ۶-۲ بار سریعتر از اکسیژن نفوذ می کند بنابراین در این اتمسفر تعادلی اکسیژن کمتری نسبت به CO۲ وجود دارد در این سیستم CO۲ و اکسیژن به یک نسبت تنظیم می شوند بنابراین سرعت نفوذ O۲ /CO۲ رنج محدودی دارد بنابراین می توان بدون ذخیره مقدارزیادی CO۲ به کاهش اکسیژن مناسبی (۵ – ۱ % ) رسید که این امر برای محصولاتی که به غلظت بالای CO۲ حساسند مفید است . اما برخی از محصولات مثل توت فرنگی نیاز به CO۲ بالیی برای جلوگیری از رشد کپک ها دارند .
عوامل ضد مه یکسری از فروشنده ها و مشتری ها دارند که محصولات تازه را بیبیند بنابراین نیاز به پلاستبک هایی است که شفاف باشند وبتوان محصولات داخل آن را دید .کندانس شدن آب جلوی دید محصول را می گیرد بنابراین از یکسری از ترکیبات ضد مه استفاده می شود که در خارج فیلم قرار دارند که به داخل فیلم نفوذ می کنند وجلوی تجمع قطرات آب را روی سطح می گیرند.
تجهیزات و دستگاه ها مراحل وطرز کارMAP و مزایای استفاده از CO۲ وN۲: برخی از مزایای CO۲ ۱) CO۲ باعث حفظ ویتامین E در محصولات گوشتی در پروسه کاهش رنگ قرمز گوشت است ۲) باعث جذب آب از اطراف وهیدراته شدن غشای سلولها میشود و درنتیجه از خشک شدن سلول جلوگیری می کند ۳) به عنوان یک ماده ضد میکروبی موثر رفتار می کند و سبب کاهش سرعت رشد میکرو ارگانیسم ها می شود. مراحل در هنگام آماده سازی محصول ممکن است میکرو ارگانیسمها متعددی وارد آن بشوند بنابراین نیاز به یک سطحی از پاکسازی احساس می شود . بنابراین تاخیری قبل از بسته بندی داریم .سپس دما کنترل می گردد و تا میزان مناسب کاهش پیدا می کند. ومواد مورد نیاز برای بسته بندی آماده می شوند سپس حجم گازی مورد نیاز تزریق می شود و گازها با هم مخلوط می گردند ودر نهایت میزان اکسیژن باقی مانده اندازه گیری می شود . این سیستم از سه قسمت ماشین های بسته بندی ، مخزن فیلم ها و مخزن گاز یا مخلوطی از گازها تشکیل شده است محصولات MAP غیر از این که مدت زمان نگه داری بیشتری دارند به دلیل ظاهر جذابی که دارند باعث جلب توجه مشتری می شوند .
برخی از مزایای 2N نیتروژن گازی به طور معمول در این بسته بندی به کار می رود زیرا نیتروژن ماده ای کاملا خنثی ،بدون بو و بدون رنگ است . نیتروژن سبب جلوگیری از رشد آلودگی در محصول می شود. اکسیداسیون و رانسیدیته شدن چربی هامی تواند در مواد غذایی چرب صورت بگیرد و باعث ایجاد طعم ناخواسته ، تغییر رنگ وبو و ایجاد ترکیبات سمی شود در غلظت اکسیژن کمتر از ۱% کاهش کمی یابد . نیتروژن یا ترکیبی از نیتروژن / دی اکسید کربن می تواند از غالب شدن کپک ها در محصولات نانوایی جلوگیری کند . نیتروژن یا ترکیبی از نیتروژن / دی اکسید کربن می تواند باعث متوقف کردن و کندی رشد باکتری ها شود . غلظت اکسیژن کمتر از ۲% می تواند باعث کاهش آسیبهایی شود که توسط حشرات ایجاد می شود
حفاظت از مواد غذایی از زمان تولید تا هنگام مصرف امر بسیار مهمی است. عواملی بسیاری باعث از بین رفتن ارزش مواد غذایی می شوند که از مهمترین آنها می توان به فساد میکروبی، تغییر ساختار مولکولی، از دست دادن برخی خواص مهم مانند ویتامین و … اشاره کرد. معمولاً عواملی که باعث رشد میکرواوگانیسمها در یک محصول بعد از تولید می شوند عبارتند از: 1. سطح پایین بهداشت در فرآیند تولید 2. تاخیر بین تولید و بسته بندی 3. دمای انبار 4. نوع ماده بسته بندی 5. حجم گاز آزاد درون بسته بندی 6. نوع و ترکیبات گازهای درون بسته بندی 7. درصد اکسیژن
ساده ترین روش برای محافظت از مواد غذایی بسته بندی آن است. معمولاً بسته بندی ازمواد غذایی در مقابل نفوذ عوامل خارجی و همچنین فرار خواص داخلی آن محافظت می نماید. وجود هوا درون بسته می تواند باعث فساد ماده داخل آن شود. به این لحاظ تخلیه هوا و یا تزریق گازهای بی اثر درون بسته ماده غذایی راه حل مناسبی برای مقابله با رشد باکتری ها بدون از دست رفتن خواص، تازگی و شادابی محصول است. عمدتاً در ایران از بسته بندی معمولی یا روش تخلیه هوا (Vacuum Packaging) استفاده می شود. ولی در چند سال اخیر با توجه به پیشرفت روشهای بسته بندی و استفاده از شیوه های نوین و مطابق با استانداردهای جهانی استفاده از اتمسفر اصلاح شده رو به گسترش است.
تاریخچه: دردهه 1930میلادی از گاز غلیظ CO2 برای بالا بردن زمان ماندگاری استفاده گردید. کشور انگلستان به عنوان اولین کشور از سیستم اتمسفراصلاح شده برای محافظت از گوشت خوک و ماهی استفاده کرد. در حال حاضر استفاده از بسته بندیVP,MAP در دیگر کشورها در حال افزایش است.تفاوت بسته بندیMAP وVPدر این است که در MAP از ترکیب دی اکسید کربن و دیگر گازها استفاده می شود و محصول همراه با این گاز بسته بندی می گردد، در حالیکه درVP هوا از داخل بسته بندی خارج می گردد. بدین ترتیب در هر دو روش رشد باکتری های اکسیژن دوست عامل فساد، کاهش می یابد.یکی از نکات مهم در بسته بندی MAP تولید محصول با کیفیت بالا و با حداقل بار میکروبی می باشد.
MAPچیست؟ اتمسفر زمین از 79 % نیتروژن ، 96/2 % اکسیژن و 4% دی اکسید کربن و درصد کمی گازهای خنثی و بخار آب ، تشکیل شده است . اولین بار در انگلستان با تغییر این ترکیب درصدها و استفاده از این سه گاز شاخص ،یک اتمسفر اصلاح شده ایجاد نمودند که با کمک آن توانستند طول عمر مواد غذایی را در بسته بندی خود افزایش دهند ،در اوایل سال 1980 ، شرکت Marks & Spencer با بهره گیری از یک نوع بسته بندی که در آن اتمسفر نرمال قابل تنفس زمین را اصلاح نموده بودند ، توانستند ماهی تازه ، گوشت پخته شده را با مدت زمان نگهداری بیشتر به بازار عرضه کنند .به دنبال این حرکت بسته بندی اتمسفر اصلاح شده( MAP )پا به عرصه گذاشت ودرجهت بیشترکردن طول عمر محصول غذایی کاربرد گسترده ای پیدا کرد .
استفاده از MAP می تواندباعث کاهش تنفس ،ازدست رفتن رطوبت ، قهوه ای شدن ،فاسد شدن وحساسیت به اتیلن شود . در ذیل به عوامل عمده فساد برای فرآورده های گوشتی ، ترکیب درصد مناسب گازها برای بسته بندی در (اتمسفر اصلاح شده) MAPو نیز انواع پلیمرهای مورد استفاده برای بسته بندی بهینه این مواد به تفکیک و تفصیل اشاره شده است:
گوشت قرمز گوشت خام مرغ و ماکیان
غذاهای آماده محصولات گوشتی پخته و فرآوری شده
مزایای بسته بندی با اتمسفر اصلاح شده سیستم بسته بندی با اتمسفر اصلاح شده دارای مزایای ذیل است : 1. طولانی کردن زمان ماندگاری با حفظ خواص کیفی مطلوب 2. پایین آوردن میزان ضایعات و فساد 3. تازه نگهداشتن محصول بدون استفاده ازمواد نگهدارنده یا پرتودهی 4. برداشت محصول تازه در سطوح رسیدگی مورد نظر برای مصرف کننده 5. کاهش هزینه های حمل و نقل از طریق فراهم کردن زمان انبارداری افزوده 6. فراهم نمودن محصولات برش خورده آماده مصرف 7. صرفه جویی در مصرف انرژی ( مانند عدم استفاده از فرآیندهای حرارتی و برودتی )
استفاده از MAP برای محصولات تازه
MAP برای محصولات تازه مراحل سخت تری دارد زیرا بسته بندی های محدود جلوی اکسیژن اتمسفری را میگیرد. اما سبزیجات و میوه جات تازه هنوز زنده هستند و نیاز به اکسیژن برای متابولیسم خود دارند .بسته بندی های انعطاف پذیر هم برای این منظور مناسب نیستند و نیاز به بسته بندی هایی است که تبادل گازی در آنها مطابق نیاز محصول باشد. در واقع برای آنها در MAP باید از ایجاد شرایط بی هوازی جلوگیری شود. همچنین باید ظاهر جذابی داشته باشند و دارای درزهای قابل باز و بست شدن و پوشاننده های ضد مه و بافت سخت و محکم باشد .
برای تازه ماندن محصول و افزایش طول عمر نگه داری و اطمینان از ایمن بودن محصولات دو فاکتور مهم وجود دارد : ۱- درجه حرارت 2- استفاده از MAP که باید از هر دوی آن ها به صورت توام استفاده کرد . کاهش دما و استفاده از بسته بندی تحت اتمسفر تغیییر یافته باعث کند شدن متابولیسم ورسیدن محصولات است بنابراین مدت زمان بیشتری محصولات تازه می مانند. بافت محصولات تازه زنده است که در اینجا از اکسیژن اتمسفری استفاده می شود. باید توجه کرد که میوه ها و سبزیجات سرعت تنفس متفاوتی دارند. برخی سرعت تنفس بالاتری دارند مانند ( قارچ و بروکسلی ) که احتمال فساد پذیری بیشتری دارند ولی محصولاتی سرعت تنفس پایین تری دارند وکمتر فساد پذیرند( پیاز و سیب زمینی )
تکنولوژی های جدید تری جهت ارتقا در این صنعت 1.سرعت تبادل اکسیژن مناسب(OTR) : صنعت بسته بندی نیاز به گازهای به خصوصی برای محصولات تازه دارد و نیاز به فیلم های جدیدی برای محصولات با سرعت تنفس کم ، متوسط و زیاد است. بنابراین محصولات تازه مختلفی را میتوان بسته بندی کرد . محصولاتی باسرعت تنفس بالا مشکلات بیشتری برای بسته بندی شدن دارند . تکنولوژی جدیدی وجود دارد که در آن فیلم های به کار می روند که دارای OTR بالایی هستند . ( بیشتر از ۱۵۰۰ میلی لیتر/ متر مربع )
2.تکنولوژی متالوسن ( Metallocene) : تکنولوژی جدیدی است که درآن کاتالیست هایی وجود دارند که میتوانند سازنده رزین های پلی مری باشندو زنجیره های پلیمری به وجود می آورند که دارای وزن مولکولی ودانسیته به خصوصی هستند و نتیجه آن فیلم های پلاستیکی انعطاف پذیری هستند که OTR بالایی دارند . همچنین از رطوبت کم،استحکام بالا وشفافیت زیادی برخوردارند . این فیلم ها وقتی برای بسته بندی محصولات به کار می روند محکم تر می شوند
3.فیلم هایی با سوراخ ها وحفره های ریز : این فیلم ها OTR بالایی را فراهم می کنند و در واقع فیلم هایی هستند که دارای حفره و سوراخ هستند . این فیلم باعث افزایش سرعت تبادل گازی نسبت به فیلم های پلاستیکی معمولی می شوند البته این فیلم ها محدودیت های فیزیکی هم دارند مثلا ₂CO ۶-۲ بار سریعتر از اکسیژن نفوذ می کند بنابراین در این اتمسفر تعادلی اکسیژن کمتری نسبت به CO₂ وجود دارد در این سیستم ₂CO و اکسیژن به یک نسبت تنظیم می شوند بنابراین سرعت نفوذ ₂O / ₂CO رنج محدودی دارد که میتوان بدون ذخیره مقدارزیادی CO₂ به کاهش اکسیژن مناسبی (۵ – ۱ % ) رسید که این امر برای محصولاتی که به غلظت بالای ₂CO حساسند مفید است .برخی از محصولات مثل توت فرنگی نیاز به ₂CO بالایی برای جلوگیری از رشد کپک ها دارند .
4.عوامل ضد مه : یکسری از فروشنده ها و مشتری ها میل دارند که محصولات تازه را بیبیند بنابراین نیاز به پلاستیک هایی است که شفاف باشند وبتوان محصولات داخل آن را دید . اما کندانس شدن آب محصول جلوی دیده شدن آنرا می گیرد بنابراین از یکسری از ترکیبات ضد مه استفاده می شود که در خارج فیلم قرار دارند که به داخل فیلم نفوذ می کنند وجلوی تجمع قطرات آب را روی سطح می گیرند.
چگونگی استفاده از روش MAP در ابتدا لازم است گاز مورد نظر با ترکیب مورد نظر ساخته شود. برای این منظور می توان اتمسفر با ترکیب مورد نظر را به طور آماده از کارخانجات تفکیک کننده هوا در کپسول های تحت فشار خرید. اما برای صرفه جویی در هزینه می توان گازهای سه گانه ازت، اکسیژن و دی اکسید کربن را به صورت خالص تهیه کرد و به وسیله یک دستگاه میکسر گاز را با نسبت مورد نظر مخلوط نمود.دراین روش نیاز به ذخیره اتمسفراصلاح شده در مخزن جداگانه نیست و می توان گاز مخلوط بدست آمده را به طور مستقیم در بسته بندی تزریق کرد. دراین نوع هوا را از درون بسته خارج کرده و با گازهایی که مخلوط آنها مشخص است مجدداً پر می کنند و درب آن را می دوزند. دراین روش پیوسته فضای اطراف ماده غذایی از گاز پر می شود.
ماشینهای مختلف برای بسته بندی ماشینهای مختلفی برای بسته بندی وجود دارند که تقریباً با این روش سازگارند هستند. از جمله این دستگاه ها می توان به نمونه های ذیل اشاره کرد: 1. ترمو فرمینگ 2. فرم فیل سیل افقی و عمودی 3. مخزنی
پایان